资源简介

(共32张PPT)
模块三　能量
第21讲
机械能
新课标 内容要求 1.知道动能、势能和机械能。
2.通过实验了解动能和势能的相互转化。
3.举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
【教材导航】 人教教材八下P67～74；粤沪教材九上P14～20
考点1　 动能和势能
1.动能：物体由于〔1〕 　运动　 而具有的能，叫动能。动能的大小与〔2〕 　质量　 和〔3〕 　速度　 有关。质量相同的物体，速度越大，动能越〔4〕 　大　 ；速度相同的物体，质量越大，动能越〔5〕 　大　 。
2.势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能，叫重力势能。重力势能的大小与〔6〕 　质量　 和〔7〕 　高度　 有关。质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。
（2）弹性势能：物体由于〔8〕 　发生弹性形变　 而具有的能叫弹性势能。弹性势能的大小与〔9〕 　弹性形变程度　 有关。
运动
质
量
速度
大
大
质量
高度
发生弹性形变
弹性形变程度
考点2　 机械能及其转化
3.物体的〔10〕 　动　 能和〔11〕 　势　 能统称为机械能。能量的国际单位是〔12〕 　焦耳　 ，用J表示。
4.动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能的相互转化，那么机械能的总量〔13〕 　保持不变　 ，即机械能〔14〕 　守恒　 。若在转化的过程中存在摩擦阻力，则机械能的总量要减少，机械能不守恒。
动
势
焦耳
保持不变
守恒
1.（改编自人教教材八下P74　T4）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面，下列说法正确的是（　C　）
A.罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能
B.罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化
C.因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D.罐子在水平面上做减速直线运动，最后静止
C
2.（改编自人教教材八下　图11.4－1）如图所示是蹦床运动，运动员从高处下落的过程中 　重力势　 能转化为动能，运动员与蹦床接触的瞬间， 　动　 能最大；与蹦床接触后，蹦床发生弹性形变，运动员的动能主要转化为蹦床的 　弹性　 势能。
重力势
动
弹性
3.（改编自人教教材八下　图11.3－4）如图所示，打桩机的重锤落下的过程中，重锤的重力势能减小，动能 　增大　 （填“增大”“减小”或“不变”），在这个过程中，重锤的 　重力势　 能转化为 　动　 能。
增大
重力势
动
4.（改编自人教教材八下　图11.3－6）如图所示，射箭比赛时总要将弓拉得很弯，其主要目的是 　增大　 （填“增大”或“减小”）弓的弹性势能。在箭离开的过程中，是将弓的 　弹性势　 能转化为箭的 　机械　 能。
增大
弹性势
机械
5.（改编自人教教材八下　图11.4－2）如图所示的滚摆和小球的运动过程主要说明了 　动　 能与 　重力势　 能可以相互转化。并且两者摆动上升的最大高度逐渐降低，主要原因是 　与空气摩擦损失掉一部分机械能　 。
动
重力势
与空气摩擦损失掉一部分机械能
实验18　探究物体的动能跟哪些因素有关
小刚用下面的装置探究“物体的动能跟哪些影响因素有关”。请帮他完成下面的实验步骤：
1.猜想：
A.物体的动能可能与物体的质量有关；
B.物体的动能可能与物体的速度有关。
2.实验原理和准备：
（1）小球从平滑斜面上由静止向下运动，到达斜面底端时的速度只与小球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越 　大　 。小球进入水平面时的动能是由 　重力势能　 转化来的。
（2）小球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动小球所具有的动能越 　大　 。这里用到的实验方法是 　转换法　 。
（3）选择的水平面要 　C　 。
A.越光滑越好 B.越粗糙越好 C.适当粗糙些
大
重力势能
大
转换法
C
3.实验过程：
（1）小刚用图1所示的装置探究动能的大小与速度的关系。水平木板上的两个木块是完全相同的。
a.为完成实验，应使两个质量 　相同　 的小球从轨道上 　不同　 高度由静止释放。（均填“相同”或“不同”）
b.由图1可知：小球 　①　 的动能较大。
c.两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA 　＝　 fB。滑行过程中，木块的动能转化成 　内　 能。
相同
不同
①
＝
内
（2）图2所示是某次实验的场景：水平木板上的两个木块是相同的，将不同的两小球从图中E、F处（同一高度）静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出。为此小刚做了如下的改进：
a.他用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③未滑出木板。
b.小刚的实验改进有一处遗漏，它是 　没有将木块②也更换为与木块③相同的木块　 。
没有将木块②也更换为与木块③相同的
木块
4.分析归纳：实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越 　大　 ；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越 　大　 。
5.学以致用：如图所示为某段道路的标志牌，请结合动能大小的影响因素分析不同车型限速不同的原因： 　车辆的动能与质量和速度有关，在动能一定的情况下，质量越大的汽车限速应该越低　 。
大
大
车辆的动能与质量和速度有关，在动能一定的情况下，质
量越大的汽车限速应该越低
疑难点1　 动能、势能大小变化的判断
1.如图所示，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　C　）
A.小球在重力势能一直在减少，动能一直在增加
B.小球减少的重力势能全部转化为动能
C.弹簧的弹性势能不断增大
D.小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
【突破指引】审题时要全面，不能只考虑某一方面，要关注动能、势能的影响因素：速度、高度，同时别忘了质量。
C
2.（2021·浙江）如图所示是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　C　）
A.E1＜E2＜E3 B.E1＞E2＞E3
C.E1＜E2＝E3 D.E1＝E2＜E3
C
3.一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯A、B上分别滑下到底端，如图所示，下列说法中（　C　）
①忽略运动阻力，他的重力势能全部转化为动能；
②不忽略运动阻力，他在滑下过程中，机械能守恒；
③忽略运动阻力，从B滑梯滑到底端时动能较大；
④不忽略运动阻力，从A滑梯滑到底端动能较大。
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①④正确 D.只有②④正确
C
疑难点2　 如何判断机械能的转化
4.（2022·荆州）打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　C　）
A.篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等
B.篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0
C.篮球经过B、E两点时，动能可能相等
D.篮球在整个过程中机械能守恒
C
【突破指引】判断机械能是否变化的方法：（1）由“机械能＝动能＋势能”判断：主要判断物体的质量、高度、速度和是否发生弹性形变。（2）在动能和势能的相互转化过程中，若不计阻力和摩擦，则机械能保持不变；若考虑阻力和摩擦，则机械能减少。
5.1970年4月24日，我国成功发射了第一颗人造地球卫星“东方红”。如图所示，已知人造地球卫星沿椭圆轨道运行。其近地点距离地面高439 km，远地点距离地面2 384 km，卫星在近地点时动能 　最大　 ，在远地点时势能 　最大　 （前两空均填“最大”或“最小”），从近地点向远地点运动过程中， 　动　 能转化为 　重力势　 能，机械能 　不变　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
最大
最大
动
重力
势
不变
考向1　 探究影响动能大小的因素
1.（2022·无锡）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错．误．的是（　D　）
A.小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能
B.小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能
C.木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小
D.本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系
D
2.（2022·宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块c并将c推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指（　A　）
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
A
（3）小红让钢球a分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　速度　 的关系。
速度
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球a、b的质量ma＞mb，高度ha＞hb，距离sa＞sb。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　错误　 （填“正确”或“错误”），理由是 　没有控制钢球的速度一样　 。
错误
没有控制钢球的速度一样
考向2　 动能和势能
3.（2022·衡阳）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图所示，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（　B　）
A.重力势能增大，动能减小 B.重力势能减小，动能增大
C.重力势能减小，动能减小 D.重力势能增大，动能增大
B
4.在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（　A　）
A
B
C
D
A
5.小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的部分参数如图所示。下列的说法中正确的是（　B　）
A.小球在M点时的速度比在N点大
B.小球在M点时的动能比在N点小
C.小球在N点时的重力势能为36 J
D.小球在运动过程中机械能守恒
B
6.改编（1）建筑工地上的起重机将重物沿竖直方向提起，若不计空气阻力及摩擦力，则货物在匀速上升过程中，动能 　不变　 ，机械能 　增大　 。（均填“增大”“减小”或“不变”，下同）
（2）如图所示，在毽子被踢出后竖直上升的过程中，它的动能 　减小　 ，重力势能 　增大　 。
（3）2022年6月5日，我国成功发射神舟十四号载人飞船。在宇航员随着飞船一起加速上升的过程中，宇航员的动能 　增大　 ，势能 　增大　 。
不变
增大
减小
增大　
增大
增大
考向3　 机械能及其转化
7.（2021·安徽）如图所示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（　C　）
A.动能减少 B.重力势能不变
C.机械能增大 D.机械能不变
8.（2021·无锡）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　A　）
A.从A点到B点的过程中机械能守恒
B.在B点时处于平衡状态
C.在O点时重力势能最大
D.从A点到O点动能转化为重力势能
C
A
9.（2022·益阳）2021年7月30日，中国蹦床运动员朱雪莹和刘灵玲包揽了东京奥运会女子蹦床金银牌，为国争了光。比赛中朱雪莹先被蹦床弹起上升到最高点，之后从最高点下落直至将蹦床压缩到最低点。在此过程中，有关朱雪莹机械能变化的说法正确的是（　A　）
A.在空中上升过程中，她的动能转化为重力势能
B.在最高点她的动能最大
C.下落到将与床面接触时，她的动能为零
D.蹦床被压缩到最低点时，她的重力势能最大
A
10.改编（1）如图甲所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠在 　b　 点动能最大。钢球在a点的机械能 　＝　 （填“＞”“＜”或“＝”）钢球在c点的机械能。
甲
乙
（2）小红在操场上将皮球斜向上抛出（考虑空气阻力），皮球被抛出后的运动轨迹如图乙所示，a、c两点处于同一高度。则皮球在a点的动能 　＞　 钢球在c点的动能，c点的机械能 　＞　 钢球在e点的机械能。（均填“＞”“＜”或“＝”）
b
＝
＞
＞
11.（2022·广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 　C　 点最大，B点重力势能的大小 　＝　 （填“＞”“＜”或“＝”）E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 　变化　 （填“变化”或“不变”）的。
C
＝
变化
12.如图所示，若在同一高度以大小相同的初速度v0分别沿竖直向上和斜向上方将同一个小球抛出，忽略空气阻力，小球落回原来高度时的速度分别为v1和v2，则v1 　等于　 v2（填“大于”“小于”或“等于”），你的判断依据是 　两球抛出时的动能、重力势能相同，根据机械能守恒可知，落回原来高度时，重力势能和动能也相等，故v1＝v2　 。
等于
两球抛出时
的动能、重力势能相同，根据机械能守恒可知，落回原来高度时，重力势能和动能
也相等，故v1＝v2

展开更多......

收起↑